Методы оценки экологической емкости территории. Что такое экологически допустимые нагрузки и экологическая емкость территории? Экологическая ёмкость среды

Когда речь идёт о роли природных ресурсов и природных условий в развитии территориального разделения труда, необходимо иметь в виду две особенности. Одна из них состоит в том, что ряд природных ресурсов имеется не повсеместно, а в ограниченном числе районов (алмазы, никель, медь). Вторая заключается в том, что целый ряд природных ресурсов имеется во многих районах, но наиболее эффективно разрабатывать эти ресурсы можно в небольшом числе районов.

Многие отрасли добывающей промышленности могут развиваться лишь в тех районах, где имеются достаточно крупные запасы соответствующих природных ресурсов, доступных для их хозяйственного использования при современном уровне развития производительных сил, транспорта и т.д. Например, громадный Тунгусский угольный бассейн пока еще не используется из-за недоступности его освоения в силу транпортно-географического положения и суровых климатических условий.

Когда речь идёт о принципе приближения к источникам сырья, необходимо учитывать, что концентрация промышленности и увеличение размеров предприятий требуют наличия крупных источников сырья и топлива, чтобы обеспечить потребности этих предприятий на весь амортизационный период. При этом добыча сырья и топлива и доставка их потребителям должны быть эффективны (осуществлены с наименьшими издержками).

Не маловажную роль играет принцип первоочередного освоения и комплексного использования эффективных видов природных ресурсов за счёт освоения новых территорий. Это вызвано усилением неравномерности территориального распределения ресурсов и усложнением горно-геологических и экономико-географических условий их разведки и эксплуатации в некоторых горнодобывающих центрах. Имеющиеся запасы крупных и мелких месторождений полезных ископаемых во многих освоенных районах истощаются, поэтому в хозяйственный оборот всё больше вовлекаются ресурсы Севера.

Однако тяжёлые природно-климатические условия, недостаток рабочей силы, относительно низкий уровень развития тяжёлого транспорта серьёзно усложняют и удорожают освоение региона. В значительной мере из-за этого обозначилось разное возрастание в стране затрат на поиски, разведку, освоение и транспортировку сырья, охрану окружающей среды.

На Севере находятся крупные прогнозные и изучённые запасы газа и нефти, крупнейшие угольные бассейны: (Таймырский, Эвенкийский, Чукотский автономный округ на западе Якутии Тунгусский, Ленский, Южно-Якутский и Печорский).

Богат Север цветными и благородными металлами. Огромные лесные ресурсы Севера составляют более 40% всех запасов лесного фонда России. На территорию региона приходится свыше 80% запасов пресной воды, а также основная часть потенциальных гидроэнергоресурсов многоводных северных рек, значительные запасы рыбы, морского и пушного зверя.

Однако эксплуатация природных богатств на Севере происходит в экстремальных условиях, проявляющихся в суровом климате, низкой заселённости и слабой хозяйственной освоенности зоны, неразвитой транспортной системы. Характерными природными особенностями Севера являются низкие температуры воздуха, продолжительность зимнего периода до 300 дней, распространение вечной мерзлоты. Влияние суровых природных условий определяет трудовых затрат и повышенные расходы на жизнеобеспечение человека. Природные условия затрудняют и удорожают все виды работ на открытом воздухе, требуют специальных машин и технических средств.

Водные ресурсы при современном уровне развития производительных сил – исключительно важный фактор не только для водоёмких отраслей промышленности (химическая, электроэнергетика, чёрная и цветная металлургия, целлюлозно-бумажная), но также и для сельского хозяйства, развития городов.

Экологическая емкость территории - максимально возможная в конкретных условиях данного района биологическая продуктивность всех его биогеоценозов, arpo-, урбоценозов с учетом оптимального для данного района состава представителей растительного и животного мира. С показателем емкости территории связана разработка целой системы ограничений (предельно допустимых показателей) по экологической нагрузке на природные комплексы и их устойчивости к антропогенным воздействиям (демографическое и хозяйственное развитие, загрязнение отдельными отраслями народного хозяйства, характер функционального использования территории и др.)

Экологическая емкость территории – понятие вполне реальное, характеризующее возможность сохранения экологических условий, приемлемых для жизнедеятельности человека. Но количественных параметров экологической емкости к настоящему времени еще не выработано, что связано с множеством факторов воздействия на природную среду, неопределенностью степени влияния техногенеза на экологию.

Экологическая регламентация хозяйственной деятельности входит в концепцию экоразвития как важнейшая часть. Ее основой является принцип сбалансированного природопользования, согласно которому размещение хозяйственных объектов на определенной территории и их совокупная техногенная нагрузка на окружающую природную среду (природоемкость) не должны превышать экологической техноемкости территории, восстановительного потенциала ее экосистем, включая и население территории. Это принцип и соизмерение природных и производственных потенциалов (емкостей) выступают в качестве главных критериев экологического нормирования и оптимизации природоохранной деятельности.[ ...]

Экологически допустимая нагрузка - хозяйственная деятельность человека, в результате которой не превышается порог устойчивости экосистемы (предельной хозяйственной емкости экосистемы). Превышение этого порога ведет к нарушению устойчивости и разрушению экосистемы. Это не означает, что на любой данной территории этот порог не может превышаться. Только когда сумма всех экологически допустимых нагрузок на Земле превысит предел «хозяйственной емкости» биосферы, наступит опасная ситуация (экологический кризис), которая приведет к деградации всей биосферы, изменению окружающей среды с тяжелыми последствиями для здоровья человека и устойчивости его хозяйства.[ ...]

Емкость экологическая - количественно выраженная способность среды обитания (количество особей на единицу территории, пределы возможностей среды при хозяйственном освоении территории и т.д.), позволяющая экосистеме существовать без ущерба для составляющих ее компонентов.[ ...]

ЕМКОСТЬ УГОДИЙ - мера числа людей или животных, которые могут использовать определенную территорию без ее нарушения в течение неопределенно длительного времени (для людей - рекреационная емкость). ЕМКОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ - см. Емкость ландшафта экологическая.[ ...]

Экологическая емкость территории - максимально возможная в конкретных условиях данного района биологическая продуктивность всех его биогеоценозов, arpo-, урбоценозов с учетом оптимального для данного района состава представителей растительного и животного мира. С показателем емкости территории связана разработка целой системы ограничений (предельно допустимых показателей) по экологической нагрузке на природные комплексы и их устойчивости к антропогенным воздействиям (демографическое и хозяйственное развитие, загрязнение отдельными отраслями народного хозяйства, характер функционального использования территории и др.) .[ ...]

Экологическая (ландшафтно-экологическая) емкость территории -соответствие численности населения природно-ресурсному потенциалу территории (ландшафту).[ ...]

Экологическая техноемкость территории является только частью полной экологической емкости территории. Полная экологическая емкость территории как природного комплекса определяется, во-первых, объемами основных природных резервуаров - воздушного бассейна, совокупности водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны; во-вторых, мощностью потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров - скоростью местного массо- и газоообмена, пополнения объемов чистой воды, процессов почвообразования и продуктивностью биоты.[ ...]

Экологическая техноемкость территории - это обобщенная характеристика территории, количественно соответствующая максимальной техногенной нагрузке, которую может выдержать и переносить в течение длительного времени (годы) совокупность реципиентов и экологических систем территории без нарушения их структурных и функциональных свойств. Экологическая техноемкость территории является только частью полной экологической емкости территории.[ ...]

Оценка экологической емкости территории - одна из актуальных задач эколого-экономических исследований, без решения которой невозможна выработка научно обоснованной системы экологических регламентаций. В истории этой проблемы известны труды П. П. Се-менова-Тяныпанского (1881), А. И. Воейкова (1926) и других авторов, посвященные определению демографической емкости территорий в связи с возможностью их заселения. С увеличением концентрации производства и ускорением урбанизации понятие территориальной емкости усложняется, вводятся понятия экономической плотности населения, плотности промышленнопроизводственных фондов и т: п.[ ...]

Принцип экологического императива накладывает определенные ограничения на принятие управленческих решений по управлению риском, основанные на экологических соображениях. Эти соображения исходят из того, что меры и действия по повышению качества жизни и максимизации ее продолжительности должны осуществляться с учетом экологической емкости биосферы и возможностей природной среды территорий адаптировать вредные воздействия.[ ...]

В основе разработки экологических (природоохранных) нормативов и критериев лежит показатель экологической емкости территории.[ ...]

Пренебрежение основным экологическим комплексным нормативом в инженерно-хозяйственной практике чревато серьезными экологическими просчетами. В 1990 г, тогдашний руководитель Госкомприроды Н. Н. Воронцов сетовал на то, что «такие понятия, как экологическая емкость территории, вообще не использовались до недавних пор. Будем наращивать там металлургию на донецких углях, не разбирая, выдержат земля и люди или нет». И далее он отмечал: «Конечно Же, нужно улучшать фильтры пыле- и газоуловителей, очищать сточные воды. Но не было у нас до сих пор главного - идеологии ресурсосбережения, определения экологической емкости, биосферного подхода».[ ...]

В указанном смысле весьма экологически уязвимы лесные экосистемы акватории малых и больших рек, прибрежные территории северных и восточных морей. Положение усугубляется также тем, что в государственном планировании и хозяйствовании не учитывается реальная экологическая емкость территории, а техногенная нагрузка, реализуемая на федеральном и местном уровнях, не ставится в соответствие с реальными механизмами са-морегенерации экосистем, подвергнутых антропогенному влиянию.[ ...]

Утверждение об огромности территории России и в связи с этим о наличии еще очень большой емкости для размещения населения и хозяйственных объектов неверно, так как значительная часть неосвоенных или слабо освоенных территорий страны (60- 65 %) приходится на районы холодного климата, где распространена вечная мерзлота и продукция фотосинтеза очень низка. Зона сравнительно благоприятных климатических условий с наиболее высоким уровнем фотосинтетической продукции уже заселена, освоена и занята десятками тысяч хозяйственных объектов. Таким образом, при наличии физического пространства имеет место экологическая нехватка территории. Поэтому предложения о перераспределении на восток производительных сил по экологическим соображениям представляются просто опасными в существующих условиях жестокого экологического кризиса. Необходимо осознать, что при наличии физического пространства экологическое пространство полностью исчерпано.[ ...]

Важно отметить, что в районах с очень высокой экологической напряженностью на значительной части территории антропогенное воздействие выходит за пределы экологической емкости окружающей среды, а в районах с высокой экологической напряженностью экологическая емкость исчерпана.[ ...]

И Существуют нормативы, позволяющие выявить демографическую емкость района в зависимости от экологической характеристики водных ресурсов. Территорию для строительства нового или реконструкции существующего города или другого населенного пункта определяют с учетом имеющихся водных ресурсов.[ ...]

Реализация принципа сбалансированности и разработка норм и средств экологической регламентации хозяйственной деятельности требуют реального соизмерения техногенной нагрузки с устойчивостью всего природного комплекса территории, стабильностью качества среды и состоянием реципиентов. Считается, что требование соизмерения подразумевает ограничение промышленного развития. К сожалению, многие хозяйственные руководители, организаторы производства и предприниматели так и воспринимают задачи охраны окружающей среды и сбалансированного природопользования. Но в действительности речь идет о другом - об ограничении природо-емкости производства.[ ...]

Однако резкий приток туристов-рекреантов может привести к негативным экологическим последствиям. Результаты оценки ЭХС территории района показывают следующую картину. Суммарная емкость туристских маршрутов не должна превышать: пеших - около 10 тыс. человек при 150 днях сезона и трех группах (по 20-25 человек) в день, водных - около 3 тыс. человек при 150-днях сезона и трех группах по 5-6 человек в день.[ ...]

В зависимости от соответствия уровня хозяйственной деятельности человека экологической емкости территории природопользование можно разделить на экстенсивное и равновесное.[ ...]

Превышение предельно допустимой техногенной нагрузки объединяет большинство экологических и эколого-экономических проблем многих территорий. По-видимому, для различных природно-производственных комплексов должны существовать нормативные градации такого превышения. Так проблема соизмерения природных и производственных потенциалов и емкостей территорий перерастает в проблему экологического нормирования.[ ...]

В большинстве стран мира господствующие методы хозяйствования не учитывают реальную экологическую емкость территории, а техногенная нагрузка нормативно не увязана с возможностями реальных механизмов саморегенерации экосистем. Ключевой проблемой, по-прежнему, остается вопрос о соотношении Экологии и Бизнеса. До тех пор, пока бизнес не станет экологически цивилизованным, вопрос о выживании на Земле не будет решен в пользу Homo Sapiens. В значительной степени необходимые условия выживания цивилизации обеспечивает инженерная экология - наука, определяющая меру разумности трудовой деятельности человека. Инженерная экология несет ответственность за оптимальное управление техносферой планеты в аспекте глобальной безопасности. В практическом плане инженерная экология формирует индустриально-технологические решения по обеспечению устойчивого компромисса между природой и обществом на локальном, региональном и глобальном уровнях. Поэтому совершенствование инженерной экологии как комплексной научно-технической дисциплины должно осуществляться в цикле непрерывного опережения и качественного развития.[ ...]

Органы экспертизы должны накапливать и использовать позитивную информацию о характеристике территорий, их экологической емкости, об экологическом соответствии различных объектов, изделий, технологий и т. д., в том числе информацию региональных банков эколого-экономической информации. Но эксперты не должны увлекаться конкретными конструктивными рекомендациями, чтобы не подменять функций и ответственности проектных организаций.[ ...]

При рассмотрении этих данных следует иметь в виду, что «благополучный» показатель для большой территории отнюдь не означает отсутствие экологических проблем, так как могут быть и фактически наблюдаются локальные участки или зоны с нарушениями почвенного и растительного покрова, с чрезмерной рекреационной нагрузкой, с значительным антропогенным загрязнением почвы и водоемов. Такое же соображение, примененное к городу с большим превышением экологической техноемкости, указывает на существование зон высокой опасности. Они действительно имеются на территории г. Тольятти. Неблагополучная экологическая ситуация сложилась в результате очень быстрого экстенсивного развития промышленного города без учета экологической емкости территории. И хотя она была достаточна велика, мощный многоотраслевой промышленный узел быстро исчерпал самовос-становительный потенциал превосходного природного ландшафта, образовав город с гипертрофированной промышленной функцией (Моисеенкова, 1989).[ ...]

Иностранные фирмы привлекают в России относительная дешевизна земли, других природных ресурсов, большая экологическая емкость наших территорий, мощный научно-технический потенциал, дешевизна квалифицированной рабочей силы и т. д. В то же время создание предприятий в новых организационно-правовых формах (особенно с частной формой собственности) привело к повышению уровня угрозы окружающей среде вследствие хищнического подчас отношения их владельцев к природным ресурсам, желания извлечь максимальную выгоду как можно быстрее. Печать неоднократно сообщала, что под видом международного экологического сотрудничества некоторые отечественные коммерческие организации, пользуясь лазейками в законодательстве, пытались разместить вредные отходы иностранных предприятий на территории России, причем даже в курортных зонах.[ ...]

Сумма выбросов загрязняющих веществ по предприятиям в пределах установленных стандартов не должна превышать экологическую емкость территории. В случае ее превышения необходимо выводить с данной территории или перепрофилировать отдельные предприятия.[ ...]

Классификация природоохранных и восстановительных работ. Эффективность восстановления природных ландшафтов. Экологическая емкость территорий.[ ...]

Пренебрежение допустимыми нормами антропогенной нагрузки в инженерно-хозяйственной практике чревато серьезными экологическими просчетами. До недавних пор понятие «экологическая емкость территории», вообще не использовалось. Например, создавая экономический комплес «угли Донбасса - руды Кривого Рога», никто не думал о том, выдержат это земля и люди или нет, т.е. отсутствовало главное - идеология ресурсосбережения, определение экологической емкости, биосферный подход.[ ...]

Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется термином «емкость природной среды», или экологическая емкость территории.[ ...]

Тысячи и тысячи людей готовы эмигрировать. Это превращает нашу страну в источник потенциальных социальных и социально-экологичес-ких конфликтов. Между тем освоенность территории бывшего СССР местами намного ниже, чем за его рубежами. Экологическая емкость страны далеко еще не исчерпана. При серьезной проработке экологических планов (экоразвития) и включении механизмов саморегуляции в системе «природа - человек» государство вполне могло бы выйти из состояния кризиса, в том числе экологического. Однако с каждым годом такая возможность уменьшается.[ ...]

Подавляющее большинство процессов трудовой деятельности оказывают непосредственное влияние на геологическую среду. Особенно это касается разработки полезных ископаемых, промышленного освоения территорий, строительства и эксплуатации промышленных объектов и сооружений. Механизм влияния техники и технологических процессов на геологическую среду весьма сложен и зависит от многих факторов: удельной мощности и масштаба техногенеза, экологической емкости и чувствительности территории, условий саморегенерации и т. д.[ ...]

В растительном мире, как правило, наблюдается максимальное заполнение пространства и использование солнечной энергии при сохранении запасов минерального питания. Лимитирующими факторами служат физическая заполненность территории, поток лучевой энергии, предшествующие события, материализованные в процессах почвообразования, собственное воздействие растений на среду (например, аллелопатия) и сложные взаимосвязи с представителями других царств природы - микроорганизмами, грибами и животными. Превентивных механизмов саморегуляции плотности населения не наблюдается. Однако существует мощный рычаг ее восстановления в случае изреживания - почвенный запас семян, спящие почки и т. п. И параллельно этому имеется генетический механизм ограничения размеров индивидов. В противном случае одно растение было бы способно занять всю площадь и не оставалось бы места для процессов дублирования как инструмента обеспечения надежности системы. Емкость местообитания используется растениями максимально полно в рамках совокупности экологических ограничений. Основной их биотический механизм перенесен в область взаимодействия собственных размеров, межвидовых отношений и индивидуального воздействия на среду жизни. Свободный запас вещества и энергии минимален. В основном действуют факторы, непосредственно зависящие от плотности населения популяции.[ ...]

Ни одна страна в мире не располагает такой совокупностью потенциальных предпосылок для успешного движения к устойчивому развитию, какие имеет Россия. Это прежде всего богатство природных ресурсов, масштабы жизненного пространства и экологической емкости территории, уровень развития базовых отраслей промышленности, образования и науки, характер национальной культуры и духовного мира, исторические корни и др.[ ...]

Для природного блока основным критерием принята стабильная биопродуктивность при максимальной устойчивости экосистем к техногенным воздействиям. Выполнение этих требований обеспечивает достижение главного условия сбалансированности: природоемкость производства не превышает экологической техно-емкости территории. Коэффициент соизмерения [ ...]

Несомненно, будущее развитие города будет тем успешнее, чем точнее удастся спрогнозировать его функциональную структуру и выбрать траекторию развития, учитывающую тенденции его изменения. На современном этапе особую актуальность приобретает изучение проблем развития и функционирования городов во взаимодейст вии с их окружением, определяющим в большей степени масштабы и специфику его развития. Причем воздействие города не должно превышать порог экологической емкости окружающего его территории, которая в значительной степени способна нейтрализовать его отрицательное влияние. Опыт экологического анализа города и территории показывает, что чаще всего проводится раздельное изучение территории города и его окружения, тогда как эти объекты находятся в постоянном взаимодействии.[ ...]

Одним из центральных элементов экономических методов регулирования природоохранной деятельностью является естественнонаучное обоснование предельно допустимых нагрузок на природную окружающую среду, которое основано на количественной оценке значений ассимиляционного потенциала и представлении его в качестве ресурса, с последующим использованием его стоимостной оценки в экономических расчетах. При этом в качестве ориентировочной аппроксимации ассимиляционной емкости различных регионов и территорий часто принимаются расчетные значения лимитов на ПДВ, ПДС и др., последовательные итерации которых в результате могут способствовать более объективной ее оценке. В этом случае ассимиляционный потенциал будет выражаться как система экологических нормативов, которые, с одной стороны, являются количественной характеристикой экологических потребностей, а с другой параметрами, характеризующими издержки по сохранению такого ресурса как качество окружающей природной среды.[ ...]

Каждый из «блоков» экосистемы в значительной степени является азональным - вследствие преобладания процессов окультуривания и рекультивации созданных человеком почвенных конструкции и определенной агротехники ухода за растениями. Они заведомо отличаются от природных, в которых преобладают естественные факторы саморегуляции и естественного отбора. Растительность подобных искусственных экосистем обладает высоким разнообразием устойчивых в городских условиях декоративных видов, как аборигенных, так и интро-дуцированных. Устойчивость биоразнообразия поддерживается не только подбором устойчивых видов, но и особенностями размещения посадок, обеспечивающими максимальную экологическую емкость территории для фауны.

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, заслуженный лесовод РФ, Кузбасский ботанический сад (ИЭЧ СО РАН), г. Кемерово

(на примере муниципального образования «Новокузнецкий сельский район»)

Имеется целый ряд методических подходов к оценке экологической емкости территории. Одним из таких является результирующий эффект экологических условий – состояние здоровья человека – продолжительность его жизни. По такому методу Санкт-Петербургский технический университет провел исследования в Кузбассе в 2005–2006 гг. (Литвиненко, Пашкевич, Шувалов, 2006).

В отчете утверждается, что предельная нагрузка на экологические условия административного района не должна превышать по добыче угля 10 млн. тонн в год. Однако это формальный подход, с которым нельзя согласиться из-за различий в горно-геологических, природно-климатических, социально-экономических условиях районов. Новокузнецкий район давно превзошел этот уровень, здесь добывается более 30 млн. тонн угля в год.

Новокузнецкий район отличается от среднестатистического разнообразием отмеченных различий, поэтому рассматривать его с экологических позиций как единое муниципальное образование не вполне правомерно. Оценку экологической емкости территории в условиях Новокузнецкого района, по нашему мнению, следует производить по степени отклонения от кризисной экологической обстановки, обусловленной такими показателями, как нарушенность земной поверхности горнодобывающими работами, атмосферное загрязнение промвыбросами. Такую оценку возможно произвести, основываясь на многочисленных публикациях и статистических данных.

Нарушенные открытыми горными работами земли имеют кризисную экологическую обстановку, хотя при своевременном проведении рекультивации или интенсивном естественном зарастании они становятся с допустимым уровнем экологического неблагополучия. Менее кризисными являются подработанные шахтами территории, где экологическую емкость шахтных полей определяет деформация поверхности, а также измененный гидрологический режим (иссушение грунтовой толщи) в результате понижения уровня грунтовых вод из-за водоотлива.

Лесные территории в экологическом отношении проявляют большую устойчивость к техногенному воздействию. Более того, они оказывают оптимизирующее, стабилизирующее влияние на природную среду. Хотя отмечаются факты деградации лесных экосистем от атмосферного загрязнения и понижения уровня грунтовых вод в местах угледобычи. Можно считать, что негативное воздействие угледобычи на лесные экосистемы сказывается в радиусе 5 км от границ горного отвода.

Экологическая емкость сельскохозяйственных угодий (пашни, лугов) определяется биопродуктивностью выращиваемых культур. Однако непосредственной связи экологического состояния территории с экологической емкостью здесь нет, поскольку биопродуктивность сельхозугодий в значительной степени определяется комплексом применяемых агротехнических мероприятий.

Дать однозначно оценку экологической ситуации в Новокузнецком районе весьма проблематично. С одной стороны, около 80 % территории района, не затронутой хозяйственной деятельностью, а это горно-таежные территории, включая государственный заповедник «Кузнецкий Алатау», можно отнести к благополучным в экологическом отношении территориям. Здесь сохранилась естественная природная среда. В то же время некоторые, порой значительные, отклонения от нормы имеют место. В частности, на значительной площади в результате интенсивной лесоэксплуатации в прошлые годы произошла смена коренных лесных формаций черневых лесов на лиственные, хотя этот процесс и является обратимым. Отмечается усыхание пихтовых лесов на западных склонах хребтов Кузнецкого Алатау на площади около 300 тыс. га. Причиной этого является перенос загрязненных промвыбросами воздушных масс господствующими западными ветрами с предприятий Южного Кузбасса и «разгрузка» их атмосферными осадками на склонах хребтов; ослабленные интоксикацией деревья подвергаются поражению патогенных ржавчинных грибов. Усыхающие пихтачи являются территорией, неблагополучной в экологическом отношении. К ним также следует отнести Кузедеевский «Липовый остров» – уникальный природный памятник государственного значения, где в результате грибной инвазии произошло усыхание древостоев липы сибирской на площади около 4000 га.

Экологическую ситуацию в освоенной части района определяет в основном деятельность угледобывающей промышленности. На территории района базируются крупные угольные разрезы – Листвянский, Ерунаковский, Байдаевский, Талдинский, Осинниковский и др., занимающие площадь более 10 тыс. га. Подземная угледобыча шахтами также сопровождается нарушением земной поверхности в результате осадки покровной толщи. Как при подземной, так и при открытой угледобыче меняется гидрологический режим (образование депрессионной воронки понижения уровня грунтовых вод).

Наиболее выражено воздействие угледобычи на природную среду в осваиваемом Ерунаковском горно-экономическом районе (южная часть «Восточного Кузбасса», расположенная в Новокузнецком районе). Высокая концентрация угледобывающих предприятий создала экологическую ситуацию, близкую к кризисной (нарушения земли, загрязнение атмосферы и гидросферы) (Потапов и др., 2005).

Не менее значимым, чем угледобыча, экологическую ситуацию района определяет промышленность городов, расположенных в пределах района. Можно сказать, что значительная часть района находится, как говорится, «под факелом заводских труб». Фоновое загрязнение атмосферы южного Кузбасса по целому ряду ингредиентов превышает ПДК.

Экологическую ситуацию в Новокузнецком районе нельзя оценивать только по техногенному воздействию на окружающую среду промышленных предприятий, расположенных непосредственно на территории района. В районе находится крупнейший индустриальный центр Кузбасса – город Новокузнецк, промышленные выбросы и сбросы которого невозможно отделить (отграничить) на территории района.

Атмосферные выбросы гор. Новокузнецка составляют 457 тыс. тонн с организованных источников выбросов. Предприятия района дают 103,7 тыс. тонн (данные 2005 г.), что составляет 18,5 % от суммарных выбросов города и района.

Техногенное воздействие распространено на площади более 2,5 тыс. км2 (если судить по пятну зачерненного снега на космоснимках) (рис.). Факелы газопылевых выбросов промпредприятий прослеживаются на расстоянии до 80 км. Аэрогенный перенос промышленных выбросов создает эффект суммирования, при котором экологическая ситуация в районе не определяется выбросами только промышленных предприятий района.

Следует отметить, что мониторинг за содержанием промвыбросов в атмосферном воздухе производится Новокузнецкой гидрометобсерваторией на 8 стационарных постах наблюдений, расположенных в черте города. За пределами города на территории района наблюдения не ведутся. Поэтому о загрязнении окружающей среды района промвыбросами можно судить только по косвенным признакам: зачернении снежного покрова, накоплении в почве тяжелых металлов, снижении биопродуктивности растений.

Экологическую емкость в настоящее время можно установить только субъективно, во многом ориентировочно. Четких, объективно обоснованных методик такой оценки пока нет, но поскольку в этом есть необходимость, мы предлагаем упрощенный подход оценки в баллах.

Предлагается три степени оценки уровня экологической обстановки, характеризующих экологическую емкость территории: кризисную, допустимую, удовлетворительную. Экологическую емкость территории возможно выразить как обратную величину уровня экологического неблагополучия. Так, при кризисной экологической обстановке экологическая емкость оценивается в 1 балл, при допустимой – в 2 балла, при удовлетворительной – в 3 балла. При конкретной оценке по отдельным сельским поселениям возможно учитывать степень деструктивного воздействия того или иного фактора, его распространение, структуру территории, поэтому величина экологической емкости может быть выражена в десятых долях балла.

Экологическую емкость сельских поселений муниципального образования «Новокузнецкий район» можно считать следующей:

Атамановское сельское поселение (далее СП) – 1,8. Атмосферное загрязнение с промпредприятий Новокузнецка, около 400 га нарушенных земель при добыче гравия; по границе с Осинниками 300 га подработанных шахтами земель; 90 % территории СП – таежная зона из хвойно-лиственных лесов, пройденных рубкой.
Безруковское СП – 1,7. Под факелом выбросов Томь-Усинской ГРЭС; золошлаковый отвал ГРЭС; гравийные карьеры в пойме р. Томи.
Бунгурское СП – 2,0. Нарушенные земли шахтами и Листвянским разрезом; атмосферное загрязнение промвыбросами.
Еланское СП – 1,4. Хвостохранилища Абагурской агломерационной фабрики, подверженные ветровой эрозии; значительное загрязнение атмосферы и почв.
Ильинское СП – 2,0. Перенос атмосферных промвыбросов с ЗСМЗ, КМК и цемзавода.
Костенковское СП – 2,6. В западной части карьерная добыча угля разрезом, нарушено около 800 га. 70 % площади СП покрыто лесом, преимущественно хвойным.
Красулинское СП – 1,8. Осваиваемый Ерунаковский горно-экономический район, добыча угля около 10 млн тонн в год; нарушенных земель – около 4 тыс. га; северо-восточная часть СП покрыта лесом.
Кузедеевское СП – 2,8. 90 % площади СП покрыто лесом, в основном пройденных рубками.
Куртуковское СП – 2,7. Хозяйственно освоенная часть СП – в восточной части; около 60 % площади СП покрыто лесом.
Металлургическое СП – 2,1.
Орловское СП – 2,9. Открытые горные работы на площади около 1,0 тыс. га. Таежная зона.
Сары-Чумышское СП – 2,9.
Сидоровское СП – 1,8. Атмосферное загрязнение с ЗСМК, подработанные шахтами земли, открытая угледобыча.
Сосновское СП – 2,2.
Терсинское СП – 3,0. Горно-таежная зона. Леса, пройденные рубками.
Чистогорское СП – 2,4.

Установить среднеарифметический показатель экологической емкости территории района считаем не корректным, т. к. такие СП, как Терсинское, Орловское, занимающие около 90 % территории, хозяйственно мало освоены, имеют низкую численность населения и не сравнимы с другими СП. Более наглядным будет разделение СП на группы по уровню экологической емкости.

I группа со сложными экологическими условиями, экологическая емкость которых в пределах до 2,0 баллов: Атамановское СП – 1,8; Безруковское СП – 1,7; Еланское СП – 1,4; Красулинское СП – 1,8; Сидоровское СП – 1,8.

II группа с баллом оценки экологической емкости от 2,0 до 2,5 баллов: Бунгурское СП – 2,0; Ильинское СП – 2,0; Металлургическое СП – 2,1; Сосновское СП – 2,2; Чистогорское СП – 2,4.

III группа с баллом оценки экологической емкости от 2,5 до 3 баллов: Костенковское СП – 2,6; Кузедеевское СП – 2,9; Куртуковское СП – 2,7; Орловское СП – 2,9; Сары-Чумышское СП – 2,9; Терсинское СП – 3,0.

I группа занимает 8 % площади района, II – 7 %, III группа – 85 %.

I группа СП, имеющих относительно низкий показатель экологической емкости, – это прилегающие к черте гор. Новокузнецка с высоким уровнем атмосферного загрязнения, большой площадью нарушенных земель.

II группа СП со средним уровнем экологической емкости также отличается интенсивным использованием природных ресурсов, но негативное техногенное воздействие здесь менее выражено, чем в I группе.

III группа с высокой экологической емкостью, это в основном лесные территории, недостаточно освоенные в хозяйственном отношении.

Литература

Литвиненко В.С., Пашкевич Н.В., Шувалов Ю.В. Экологическая емкость природной среды Кемеровской области. Перспективы развития промышленности // Актуальные проблемы минерального сырьевого комплекса. Приложение к «Запискам Горного института». СПб: 2006. Т. 168. №1. 24 с.
Потапов В.П., Мазикин В.П., Счастливцев Е.Л., Вашлаева Н.Ю. Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса. – Новосибирск: Наука, 2005. С.7.
Селегей Т.С. Формирование уровня загрязнения атмосферного воздуха в городах Сибири. – Новосибирск: Наука, 2005. с. 260.

Возможно, для среднестатистического обывателя станет полной неожиданностью тот факт, что жизнь всего живого на Земле зависит не от количества денег в кошельке или от расстояния до ближайшего супермаркета, а от двух совершенно обыденных но основополагающих вещей: ежедневного СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ и от ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ — процесса образования органического вещества (биомассы) из углекислого газа и воды под воздействием солнечного света.
Фотосинтез обуславливает природные круговороты углерода, кислорода и других элементов и обеспечивает материальную и энергетическую основу жизни на нашей планете. Процесс фотосинтеза является основой питания всех живых существ, а также снабжает человечество топливом (древесина, уголь, нефть), волокнами (целлюлоза) и бесчисленными полезными химическими соединениями. Из диоксида углерода и воды, связанных из воздуха в ходе фотосинтеза, образуется около 90–95% сухого веса урожая собираемого человечеством. Остальные 5–10% приходятся на минеральные соли и азот, полученные из почвы. Человек использует около 7-10%% продуктов фотосинтеза в пищу, в качестве корма для животных и в виде топлива и строительных материалов.

Много это или мало?

Мощность существования человеческого тела составляет около 100 Ватт . Это мощность двух электрических лампочек. Эта мощность, называемая метаболической мощностью, расходуется на поддержание биохимических процессов в человеческом теле. Энергия поступает в тело с пищей. Пищу для человека производят экосистемы биосферы. Продуктивность биосферы составляет в среднем всего полватта на квадратный метр, 0.5 Ватт/м² . Это очень небольшая мощность. Она не может обеспечить потребности неподвижного человеческого тела, которое требует, в расчете на квадратный метр, в тысячи раз больше. Из оценки этих двух фундаментальных параметров, метаболической мощности человеческого тела и мощности продуктивности биосферы, однозначно следует, что человеческие существа должны двигаться и собирать пищу, которая растет на больших территориях. Иными словами, люди созданы передвигаться и владеть большой личной территорией. В этом человек не уникален. В ненарушенных экосистемах право на индивидуальную территорию свято соблюдается у всех диких видов животных. Для млекопитающих существует универсальная зависимость площади личной территории животного от размера. Эта площадь растет примерно пропорционально массе тела, рис. 1. Маленьким животным типа мышей и землероек предлагаются небольшие участки порядка нескольких сотен квадратных метров. Крупные животные типа медведей, лосей или слонов контролируют огромные территории, размер которых может достигать сотен квадратных километров.

Экологическая емкость - способность природной среды вмещать антропогенные нагрузки, вредные химические и иные воздействия в той степени, в которой они не приводят к деградации земель и всей окружающей среды.

Нагрузки на природу в пределах ее возможностей означают ее экологическую емкость, а нагрузки сверх ее возможностей (емкости) приводят к нарушению естественного закона экологического равновесия. Закон "Об охране окружающей природной среды" посвящен установлению и соблюдению предельно допустимых норм нагрузки на окружающую среду с учетом ее потенциальных возможностей (предельно допустимых выбросов и сбросов, предельно допустимых концентраций, предельно допустимых уровней). Несоблюдение, нарушение этих норм приводит к привлечению виновных к ответственности и возможному ограничению, приостановлению и прекращению деятельности предприятий, производственной и иной деятельности.

Экологическая емкость включает в себя сброс, выброс, нагрузку, концентрацию, деградацию.

Тема 4. Экология популяций – демэкология

4.1. Понятие о популяции.

4.2. Статические характеристики популяций.

4.3. Пространственное размещение и его характер.

4.1. Понятие о популяции.

Популяция (populus – от лат. народ. население) – совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и имеет общую территорию.

С экологических позиций четкого определения определение популяции еще не выработано. Наибольшее признание получила трактовка С.С. Шварца, популяция – группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время.

Основным свойством популяций, как и других биологических систем, является то, что они находятся в беспрерывном движении, постоянно изменяются. Это отражается на всех параметрах: продуктивности, устойчивости, структуре, распределении в пространстве. Популяциям присущи конкретные генетические и экологические признаки, отражающие способность систем поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях: рост, развитие, устойчивость.

Типы популяций.

Популяции могут занимать разные по размеру площади и условия обитания в пределах местообитания одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку выделяют три типа популяций: элементарную, экологическую, географическую.

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Растения одного вида в ценозеназываются ценопопуляцией. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

Вид – совокупность популяций особей, представители которых фактически или потенциально скрещиваются друг с другом в естественных условиях.

Каждый организм или популяция имеет свое местообитание: местность или тип местности, где они проживают. Когда несколько популяций различных видов живых организмов живут в одном месте и взаимодействуют друг с другом, они создают так называемое сообщество. Примерами являются все растения, животные, произрастающие и проживающие в лесу, пруду, пустыне или в аквариуме.

4.2. Статические характеристики популяций.

Выделяют две группы количественных показателей популяций – статические и динамические.

Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. Основные из них: численность, плотность, а также показатели структуры.

Численность - число особей в популяции. Численность популяции может значительно изменяться во времени. Она зависит от биотического потенциала вида и внешних условий.

Численность унитарных организмов (унитарные организмы, автономные в своем существовании и в то же время способные, в силу своих потребностей или под давлением обстоятельств, объединяться в группы («коллективы») с себе подобными либо с особями других видов) можно рассчитать по следующей формуле:

N 0 = N t + B – D + C - E

где, N 0 – число особей в данный момент;

N t – число особей находившихся в данной популяции в предыдущий момент;

B – число особей родившихся за время t;

D – число особей погибших за время t;

C – число особей иммигрирующих в популяцию за время t;

E – число особей эмигрирующих из популяции за время t.

Для модулярных организмов (каждый из них состоит как бы из нескольких однотипных частей, из повторяющихся «модулей») следует учитывать не только численность организмов, но и численность модулей, которая определяется по следующей формуле:

Число модулей в настоящий момент = число модулей в предыдущий момент + число отрожденных модулей – число отмерших модулей

Существует нижний предел численности, ниже которого популяция прекращает свое воспроизведение. Такая минимальная численность популяции называется критической. При определении критической численности нужно учитывать не всех особей, а только тех, которые принимают участие в размножении – это эффективная численность популяций.

Обычно численность популяций измеряется сотнями и тысячами особей. У человека минимальная численность популяций составляет около 100 особей. У крупных наземных млекопитающих численность популяций может снижаться до нескольких десятков особей (микропопуляции). У растений и беспозвоночных существуют такжемегапопуляции, численность которых достигает миллионов особей.

В стабильных по численности популяциях число особей, оставляющих потомство, должно быть равно числу таких особей в предыдущих поколениях. Для управления численностью популяций необходимо знать их основные характеристики. Лишь в этом случае возможно прогнозирование изменения состояния популяции при воздействии на неё.

Плотность - число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема.

Распределение плотности популяции тесно связано с ее пространственной структурой. Существует множество типов пространственной структуры популяций и, соответственно, типов популяционных ареалов: сплошные, разорванные, сетчатые, кольцевые, ленточные и комбинированные.

Популяция характеризуется определенной структурной организацией - соотношением групп особей по полу, возрасту, размеру, генотипу, распределением особей по территории и т.д. В связи с этим выделяют различные структуры популяции: половую, возрастную, размерную, пространственно-этологическую и др. Структура популяции формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, с другой стороны, под влиянием факторов среды, то есть имеет приспособительный характер.

Половая структура (половой состав) - соотношение особей мужского и женского пола в популяции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополых организмов. Теоретически соотношение полов должно быть одинаковым: 50% от общей численности должны составлять мужские особи, а 50% - женские особи. Фактическое соотношение полов зависит от действия различных факторов среды, генетических и физиологических особенностей вида.

Размерная структура – соотношение количества особей разных размеров.

Возрастная структура (возрастной состав) - соотношение в популяции особей разных возрастных групп. Абсолютный возрастной состав выражает численность определенных возрастных групп в определенный момент времени. Относительный возрастной состав выражает долю или процент особей данной возрастной группы по отношению к общей численности популяции. Возрастной состав определяется рядом свойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости, продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и др.

В зависимости от способности особей к размножению различают три группы: предрепродуктивную (особи еще не способные размножаться), репродуктивную (особи способные размножаться) и пострепродуктивную (особи уже не способные размножаться).

Пространственно-этологическая структура - характер распределения особей в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды и этологии (особенностей поведения) вида.

4.3. Пространственное размещение и его характер.

Различают три основных типа распределения особей в пространстве: равномерное (регулярное), неравномерное (агрегированное, групповое, мозаичное) и случайное (диффузное).

Равномерное распределение характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних. Свойственно популяциям, существующим в условиях равномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, проявляющих друг к другу антагонизм.

Неравномерное распределение проявляется в образовании группировок особей, между которыми остаются большие незаселенные территории. Характерно для популяций, обитающих в условиях неравномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, ведущих групповой (стадный) образ жизни.

Случайное распределение выражается в неодинаковом расстоянии между особями. Является результатом вероятностных процессов, неоднородности среды и слабых социальных связей между особями.

По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых и кочевых. Оседлый образ жизни имеет ряд биологических преимуществ, таких как свободная ориентация, на знакомой территории при поиске пища или укрытия, возможность создать запасы пищи (белка, полевая мышь). К его недостаткам относится истощение пищевых ресурсов при излишне высокой плотности популяции.

Регуляция численности (плотности) популяции.

Гомеостаз популяции - поддержание определенной численности (плотности). Изменение численности зависит от целого ряда факторов среды - абиотических, биотических и антропогенных.

Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и независимые от плотности. Зависимые от плотности факторы изменяются вместе с изменением плотности, к ним относятся биотические факторы. Независимые от плотности факторы остаются постоянными с изменением плотности, это абиотические факторы.

Популяции многих видов организмов способны к саморегуляции своей численности. Выделяют три механизма торможения роста численности популяций: 1) при возрастании плотности повышается частота контактов между особями, что вызывает у них стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность; 2) при возрастании плотности усиливается эмиграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятны и смертность увеличивается; 3) при возрастании плотности происходят изменения генетического состава популяции, например, быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.

Понимание механизмов регуляции численности популяций чрезвычайно важно для возможности управления этими процессами. Деятельность человека часто сопровождается сокращением численности популяций многих видов. Причины этого в чрезмерном истреблении особей, ухудшении условий жизни вследствие загрязнения окружающей среды, беспокойства животных, особенно в период размножения, сокращение ареала и т.д. В природе нет и не может быть "хороших" и "плохих" видов, все они необходимы для ее нормального развития. В настоящее время остро стоит вопрос сохранения биологического разнообразия. Сокращение генофонда живой природы может привести к трагическим последствиям. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) издает "Красную книгу", где регистрирует следующие виды: исчезающие, редкие, сокращающиеся, неопределенные и "черный список" безвозвратно исчезнувших видов.

В целях сохранения видов человек использует различные способы регулирования численности популяции: правильное ведение охотничьего хозяйства и промыслов (установление сроков и угодий охоты и отлова рыбы), запрещение охоты на некоторые виды животных, регулирование вырубки леса и др.

В то же время деятельность человека создает условия для появления новых форм организмов или развития старых видов, к сожалению, часто вредных для человека: болезнетворных микроорганизмов, вредителей сельскохозяйственных культур и т.д.

Динамика роста численности популяции

На математическом языке эта кривая отражает экспоненциальный рост численности организмов и описывается уравнением:

N t = N 0 e rt ,

Экспоненциальный рост возможен только тогда, когда r имеет постоянное численное значение, так как скорость роста популяции пропорциональна самой численности:

DN/Dt = rN, где r - const.

Таким образом, экспоненциальный рост численности популяции - это рост численности ее особей в неизменяющихся условиях.

Условия, сохраняющиеся длительное время постоянными, невозможны в природе. Если бы это было не так, то, например, обычные бактерии могли бы дать такую массу органического вещества, которая могла покрыть весь земной шар слоем толщиной в два метра за два часа.

Однако такого в природе не происходит, так как существует множество ограничивающих факторов. Чтобы иметь полную картину динамики численности популяции, а также рассчитать скорость ее роста, необходимо знать величину так называемой чистой скорости воспроизводства (R 0), которая показывает, во сколько раз увеличивается численность популяции за одно поколение, за время его жизни - Т.

R 0 = N т /N 0 ,

где N т - численность нового поколения;

N 0 - численность особей предшествующего поколения;

R 0 - чистая скорость воспроизводства, показывающая также, сколько вновь родившихся особей приходится на одну особь поколения родителей. Если R 0 = 1, то популяция стационарная, - численность ее сохраняется постоянной.

Регуляция плотности популяции

Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и независимые от плотности. Зависимые изменяются с изменением плотности, а независимые остаются постоянными при ее изменении. Первые - это биотические. а вторые -абиотические факторы.

Непосредственно от плотности может зависеть и смертность в популяции. Смертность, зависимая от плотности, может регулировать численность и высокоразвитых организмов. Помимо регуляции существует еще саморегуляция, при которой на численности популяции сказывается изменение качества особей. Различают саморегуляцию фенотипическую и генотипическую.

Фенотипы - совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе онтогенеза. Дело в том, что при большой плотности образуются разные фенотипы за счет того, что в организмах происходят физиологические изменения.

Генотипические причины саморегуляции плотности популяций связаны с наличием в ней мере двух разных генотипов.

Циклические колебания можно также объяснить саморегуляцией. Климатические ритмы и связанные с ними изменения в пищевых ресурсах заставляют популяцию вырабатывать какие-то механизмы внутренней регуляции. Таким образом, саморегуляция обеспечивается механизмами торможения роста численности.

Тема 5. Экология популяций – демэкология

5.1. Динамические характеристики популяций.

5.2. Принцип Олли.

5.3. Биотический потенциал и сопротивление среды.